Genom (bahasa Inggris: genome), dalam genetika dan biologi molekular modern, adalah keseluruhan informasi genetik yang dimiliki suatu sel atau organisme, atau khususnya keseluruhan asam nukleat yang memuat informasi tersebut. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk menyatakan kumpulan gen.
Setiap organisme memiliki genom yang mengandung informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya. Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh tersebut atau mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup. Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup bersel lainnya, terbuat dari DNA (asam deoksiribonukleat), namun sejumlah virus memiliki genom RNA (asam ribonukleat).
Kajian yang mempelajari genom dikenal sebagai genomika (genomics). Saat ini, sekuens (urutan) nukleotida pada genom sejumlah organisme telah dipetakan seluruhnya dengan teknik sekuensing DNA dalam berbagai proyek genom, misalnya Proyek Genom Manusia yang diselesaikan pada tahun 2003. Perbandingan genom organisme dapat memberikan informasi mengenai karakteristik organisme tersebut, evolusinya, dan berbagai proses biologis.
Organisasi genom
DNA unting ganda (double stranded, "ds") merupakan komponen pembentuk genom kebanyakan organisme dan semua sel. Namun, virus RNA memiliki genom RNA ds atau unting tunggal (single stranded, "ss"). Secara umum, setiap molekul asam nukleat genom dapat disebut sebagai kromosom. Genom prokariota (organisme tanpa inti sel, contohnya bakteri) biasanya berupa molekul tunggal dsDNA sirkuler, walaupun dapat pula terdapat DNA ekstrakromosom berbentuk plasmid sirkuler yang menyandikan produk gen yang menguntungkan namun tidak esensial. Sementara itu, genom eukariota (organisme berinti sel, contohnya manusia) biasanya berupa sejumlah molekul "dsDNA linear". Istilah genom inti (nuclear genome) pada eukariota mengacu pada informasi genetik berupa kromosom, dan kadang juga berupa "fragmen DNA ekstrakromosom", di dalam inti sel. Genom ekstranuklear sel eukariotik mencakup genom mitokondria dan kloroplas, yang berupa molekul "dsDNA sirkuler" (ini sama dengan yang ada pada Prokariota).
Kebanyakan prokariota memiliki satu kromosom saja. Karena itu, prokariota umumnya mengandung satu salinan setiap gen dan dengan demikian bersifat haploid. Sementara itu, eukariota umumnya memiliki dua salinan setiap gen dan secara genetik bersifat diploid. Ada pula organisme (misalnya, tumbuhan) yang memiliki lebih dari dua set kromosom dalam inti setiap sel tubuhnya, atau disebut bersifat poliploid.
Ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen
Secara umum, terdapat perbedaan ukuran genom, jumlah gen, dan densitas gen antara prokariota dan eukariota. Prokariota memiliki genom yang lebih kecil dengan jumlah gen lebih sedikit dan densitas gen lebih besar bila dibandingkan dengan eukariota. Bakteria dan arkea umumnya memiliki genom berukuran sekitar 1–6 juta pasangan basa (Mb) yang mengandung 1.500–7.500 gen. Misalnya, genom bakteri Escherichia coli berukuran 4,6 Mb dan mengandung sekitar 4.300 gen. Sebaliknya, eukariota memiliki genom lebih besar dengan jumlah gen lebih banyak. Genom khamir bersel tunggal Saccharomyces cerevisiae (tergolong fungi), misalnya, berukuran sekitar 12 Mb, sedangkan kebanyakan tumbuhan dan hewan multisel memiliki genom lebih dari 100 Mb. Sementara itu, jumlah gen dalam genom eukariota dapat mencapai 5.000 pada fungi bersel tunggal sampai dengan 40.000 pada makhluk multiselular. Selain itu, eukariota secara umum memiliki jumlah gen yang lebih sedikit per pasangan basa dibandingkan dengan prokariota, yaitu densitas gennya lebih rendah. Misalnya, manusia memiliki genom dengan ukuran ratusan sampai ribuan kali lebih besar daripada bakteri, tetapi jumlah gennya hanya 5 sampai 15 kali lebih banyak.
^Sanger F, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Coulson AR, Fiddes CA, Hutchison CA, Slocombe PM, Smith M (1977). "Nucleotide sequence of bacteriophage phi X174 DNA". Nature. 265 (5596): 687–695. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-07-20. Diakses tanggal 2012-12-20.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^Arslan, D.; Legendre, M.; Seltzer, V.; Abergel, C.; Claverie, J.-M. (2011). "Distant Mimivirus relative with a larger genome highlights the fundamental features of Megaviridae". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 108 (42): 17486. doi:10.1073/pnas.1110889108.
^Fraser, Claire M. (1995). "The Minimal Gene Complement of Mycoplasma genitalium". Science. 270 (5235): 397–404. doi:10.1126/science.270.5235.397.Parameter |coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
^Schneiker S; et al. (2007). "Complete genome sequence of the myxobacterium Sorangium cellulosum". Nature Biotechnology. 25 (11): 1281–1289. doi:10.1038/nbt1354.Pemeliharaan CS1: Penggunaan et al. yang eksplisit (link)
^Waters E, Hohn MJ, Ahel I, Graham DE, Adams MD, Barnstead M, Beeson KY, Bibbs L, Bolanos R, Keller M, Kretz K, Lin X, Mathur E, Ni J, Podar M, Richardson T, Sutton GG, Simon M, Soll D, Stetter KO, Short JM, Noordewier M. (2003). "The genome of Nanoarchaeum equitans: insights into early archaeal evolution and derived parasitism". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100 (22): 12984–12988. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-13. Diakses tanggal 2012-12-27.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^Bult CJ; et al. (1996). "Complete genome sequence of the methanogenic archaeon, Methanococcus jannaschii.". Science. 273 (5278): 1058–1073. doi:10.1126/science.273.5278.1058.Pemeliharaan CS1: Penggunaan et al. yang eksplisit (link)
^Katinka MD, Duprat S, Cornillot E, Méténier G, Thomarat F, Prensier G, Barbe V, Peyretaillade E, Brottier P, Wincker P, Delbac F, El Alaoui H, Peyret P, Saurin W, Gouy M, Weissenbach J, Vivarès CP. (2001). "Genome sequence and gene compaction of the eukaryote parasite Encephalitozoon cuniculi". Nature. 414 (6862): 401–2. doi:10.1038/35106579.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^A. Goffeau, B. G. Barrell, H. Bussey, R. W. Davis, B. Dujon, H. Feldmann, F. Galibert, J. D. Hoheisel, C. Jacq, M. Johnston, E. J. Louis, H. W. Mewes, Y. Murakami, P. Philippsen, H. Tettelin & S. G. Oliver (1996). "Life with 6000 genes". Science. 274 (5287): 546, 563–567. doi:10.1126/science.274.5287.546.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^Tuskan GA; Difazio S; Jansson S; et al. (2006). "The genome of black cottonwood, Populus trichocarpa (Torr. & Gray)". Science. 313 (5793): 1596–604. doi:10.1126/science.1128691.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Yu J; Hu S; Wang J; et al. (2002). "A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. indica)". Science. 296 (5565): 79–92. doi:10.1126/science.1068037.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Goff SA; Ricke D; Lan TH; et al. (2002). "A draft sequence of the rice genome (Oryza sativa L. ssp. japonica)". Science. 296 (5565): 92–100. doi:10.1126/science.1068275.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Waterston RH; Lindblad-Toh K; Birney E; et al. (2002). "Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome". Nature. 420 (6915): 520–62. doi:10.1038/nature01262.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^McPherson JD; Marra M; Hillier L; et al. (2001). "A physical map of the human genome". Nature. 409 (6822): 934–41. doi:10.1038/35057157.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
^Venter JC; Adams MD; Myers EW; et al. (2001). "The sequence of the human genome". Science. 291 (5507): 1304–51. doi:10.1126/science.1058040.Parameter |author-separator= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
Daftar pustaka
Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walters, P. (2002). Molecular Biology of the Cell (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-4). New York: Garland Science.
Campbell, N.A.; Reece, J.B.; Urry, L.A.; Cain, M.L.; Wasserman, S.A.; Minorsky, P.V.; Jackson, R.B. (2008). Biology (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-8). San Francisco: Pearson Benjamin Cummings.
Carden, M.J. (1994). "Genome organization". Dalam Kendrew, J.C. Encylopaedia of Molecular Biology (dalam bahasa Inggris). Oxford: Blackwell Science. hlm. 421–424.Hapus pranala luar di parameter |title= (bantuan)
Lewin, B. (2008). Genes IX (dalam bahasa Inggris). Sudbury, MA: Jones and Bartlett Publishers.
Madigan, M.T.; Martinko, J.M.; Stahl, D.; Clark, D.P. (2010). Brock Biology of Microorganisms (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-13). Boston: Benjamin Cummings.